基于氧化镍模板Ni/Al-LDHs/Ni薄膜的制备及其性能研究

采用电化学阳极氧化镍模板和铝片分别提供Ni^(2+)和Al^(3+),在NH_4NO_3溶液中原位生长法制备了Ni/Al-NO_3-LDHs/Ni薄膜,在弱碱性条件下,通过离子交换将对甲苯磺酸阴离子引入Ni/Al-NO_3-LDHs/Ni薄膜层间,制备了对甲苯磺酸/LDHs/Ni复合薄膜,优化了工艺条件;并借助XRD、FT-IR、SEM等手段对薄膜进行了结构和形貌分析。结果表明,对甲苯磺酸阴离子成功插层于LDHs/Ni薄膜层间,层间距由0.701nm增大至1.216nm,NO_3^-离子在1 384cm^(-1)的特征峰消失,同时出现了对甲苯磺酸阴离子的特征峰。SEM显示,LDHs晶片垂直于Ni基底生长。电化学腐蚀和UV-Vis分析表明,LDHs/Ni薄膜具有良好的耐蚀性和优异的紫外阻隔性能。

热蒸发法制备Mg和Mg-Ni薄膜及其氢化性能

采用热蒸发法制备了纯Mg膜及Mg_(78)Ni_(22)合金膜,研究了薄膜的结构及其氢化性能。Mg膜具有典型的柱状晶结构,择优取向生长趋势明显;Mg_(78)Ni_(22)薄膜由纳米晶Mg_2Ni,Mg及少量非晶组成,Mg_2Ni相沿着平行于薄膜表面的(001)方向择优生长。纯Mg膜的吸放氢温度分别为593和653 K,其吸氢过程遵循形核长大机制。Mg_(78)Ni_(22)薄膜的压力一组成等温曲线存在低压和高压两个平台区,分别对应Mg和Mg_2Ni的氢化反应,薄膜内Mg的吸放氢温度可分别降至473和503 K,薄膜的最大吸氢量(质量分数)达到5.7％。Mg的氢化性能改善与薄膜中纳米晶Mg_2Ni和非晶相起到的催化作用有关。

Ag_3PO_4/Ni薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能和机理

用电化学方法制备Ag3PO4/Ni薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性和稳定性进行了测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化降解机理进行了探索。结果表明:最佳工艺下制备的Ag3PO4/Ni薄膜具有致密的层状表面结构,是由多晶纳米颗粒构成的薄膜。薄膜具有较高的光催化活性和突出的光催化稳定性,可见光下催化作用60 min,薄膜光催化罗丹明B的降解率是多孔P25 Ti O2/ITO纳米薄膜(自制)的2.3倍;在保持薄膜光催化活性基本不变的前提下可循环使用6次。给出了可见光下薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。

金属有机化学气相沉积法制备ZnO和ZnO：Ni薄膜及其特性分析

采用金属有机化学气相沉积法制备了ZnO和ZnO∶Ni薄膜,并对它们的结构、光学和电学特性进行了对比研究.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜的表面形貌和晶体结构进行了分析,结果表明,Ni元素的掺杂虽然降低了薄膜的晶体质量,但并未改变ZnO的纤锌矿结构.通过紫外-可见分光光度计对薄膜的光学特性进行了测试与分析,结果表明,ZnO∶Ni薄膜在可见光区的平均透过率可达90%,优于ZnO薄膜在可见光区的平均透过率(85%).霍尔(Hall)测试显示ZnO∶Ni薄膜的导电类型仍为n型,但其电阻率已经明显增加,载流子浓度也远低于未掺杂ZnO薄膜的载流子浓度,说明Ni元素的掺杂对ZnO薄膜的特性产生了很大影响.

入射角度对PVD Ni薄膜微观结构的影响

采用动态蒙特卡罗(kinetic Monte Carlo,简称KMC)方法研究物理气相沉积(physical vapor deposition,简称PVD)制备Ni薄膜过程中入射角度对薄膜微观结构的影响。该KMC模型中既包括入射原子与表面之间的碰撞,又包括被吸附原子的扩散。模拟中用动量机制确定被吸附原子在表面上的初始构型,用分子稳态(molecular statics,简称MS)计算方法计算扩散模型中跃迁原子的激活能。对于模拟结果,采用表面粗糙度和堆积密度作为沉积构型评价指标。研究结果表明:当沉积速率是5μm/min,基板温度是300K和500K时,表面粗糙度和堆积密度曲线在入射角度等于35?时出现拐点;入射角度小于35?时,入射角度增大对表面粗糙度增加和堆积密度减小的影响很少;但是入射角度大于35?时,随入射角度增大表面粗糙度迅速增加、堆积密度迅速减小。另外,当基板温度是300K时,入射角度对薄膜微观结构的影响程度大于基板温度为500K时的影响程度。说明高基板温度促使原子更加充分地扩散,从而能削弱自阴影效应的作用。但是,在保证足够高基板温度和合理沉积速率的情况下,入射角度过大同样不利于致密结构形成。

Ni薄膜热敏电阻的研究

采用磁控溅射方法制备Ni薄膜热敏电阻,其电阻温度系数(TCR)为5.7×10-3/℃。对Ni电阻薄膜表面和横截面进行了电子探针微分析(EPMA),得到了Ni薄膜横截面的线分析谱线,并对Ni薄膜表面结构进行了较深入的分析。

Ag@AgI/Ni薄膜的制备及其模拟太阳光催化性能

采用电化学方法制备Ag@AgI/Ni表面等离子体薄膜催化剂,使用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶体结构、光谱特性以及能带结构进行分析表征,在模拟太阳光照射下,把罗丹明B作为模拟污染物对薄膜的光催化活性与稳定性进行评价,采用向反应体系中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化机理进行探究。结果表明:最佳工艺下制备的Ag@AgI/Ni薄膜表面是由附着少量Ag粒子的AgI纳米晶构成。薄膜具有显著的表面等离子共振作用、优异的光催化活性和突出的光催化稳定性。光催化反应60 min,薄膜对罗丹明B的降解率(81.1%)是AgI/Ni薄膜的1.35倍,是TiO_2(P25)/ITO薄膜的1.61倍。在薄膜光催化活性基本保持不变的前提下可循环使用5次。薄膜表面纳米Ag的等离子共振对光阴极反应的活化是光催化性能提高的重要原因。提出了薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。

空心微球表面化学镀Ni薄膜的工艺研究

比较空心微球表面化学镀Ni薄膜的工艺。分别以Sn-Pd胶体溶液和[Ag(NH3)2]+溶液作为活化剂,将空心微球表面进行活化,再采用化学镀的方法分别在其上淀积金属Ni薄膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)和X-射线衍射光谱(XRD)对两种工艺所镀Ni薄膜的表面微观结构和组分进行表征。结果表明:用Sn-Pd胶体溶液活化后的空心微球表面淀积了均匀、致密的金属Ni薄膜,该薄膜是由大小约100nm的颗粒组成;而以[Ag(NH3)2]+溶液活化后的空心微球表面淀积的金属Ni薄膜,是由大小约1μm的颗粒组成。并分析了这两种镀层形成的机理。

不同应变率下纳米多晶Cu/Ni薄膜变形行为的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了纳米多晶Cu/Ni薄膜在不同应变率下进行应变加载时的变形行为与力学性能。结果表明:Cu/Ni薄膜在较高的应变率加载情况下具有较高的屈服极限和应变率敏感性(m)。应变率为108s-1时Cu/Ni多层膜的界面上产生孔洞,而应变率为1010s-1时纳米多晶Cu薄膜出现碎裂。在较高的应变率加载条件下,Cu,Ni薄膜中FCC,HCP,OTHER原子团分数变化都很显著,而较小应变率时只有Cu薄膜的结构变化明显。模拟结果还表明,应变率增加有利于堆垛层错的形成,但应变率超过某一值时无序原子团增加会阻碍堆垛层错原子团的生长。

利用表面磁光克尔效应监测Ni薄膜生长的物相转变

利用磁控溅射方法制备了不同厚度和退火处理的Ni薄膜.表面磁光克尔效应研究表明:冷基底无退火处理的Ni薄膜为软磁性,退火处理的Ni薄膜为铁磁性质,且无退火处理的Ni金属膜磁性随膜厚的增加而增强.分析认为,冷基底条件下Ni膜是非晶态生长,且膜内存有大量缺陷,经退火处理的Ni膜发生了重融再生长,形成了大颗粒结晶,膜内晶粒内缺陷大量消失.

Al/Ni薄膜自蔓延反应连接温度场模拟及分析

自蔓延反应能在极短时间内产生足够集中的热量熔化钎料实现材料的连接,具有连接效率高、对连接母材热影响小等特点,从而在材料连接和电子封装领域有着广泛的应用前景。针对Cu/Cu和Cu/Si两种互连结构,建立Ai/Ni薄膜自蔓延反应的连接温度场有限元模型,分析不同钎料厚度、预热条件等参数以及不同连接材料对自蔓延反应连接温度场的影响规律。

空心微球表面化学镀Ni/Fe-Ni薄膜及其磁性能

用粉体化学镀技术,以AgNO3溶液替代Sn-Pb胶体溶液作为活化剂,对空心微球表面进行活化,然后在其表面分别镀Ni和Fe-Ni薄膜。用SEM和XRD对镀膜前后的空心微球进行表征,用VSM测试镀膜后的空心微球磁性能。结果表明：用AgNO3溶液对空心微球进行适当的活化后,用化学镀法在其表面较好的沉积了一层连续、均匀的Ni和Fe-Ni薄膜,包覆完整。包覆后的空心微球具有一定的磁性能,且Fe-Ni薄膜比Ni薄膜的磁性能要好。

基于ICP的Ar等离子体干法刻蚀Ti/Ni/Ag薄膜

在电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺中,选择合适的刻蚀条件对Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀至关重要。使用氩气(Ar)作为刻蚀气体,研究了射频偏压功率、气体体积流量、腔体压强、刻蚀时间等多个参数对功率芯片背面Ti/Ni/Ag薄膜刻蚀深度的影响,并优化刻蚀工艺参数。实验结果表明,调节射频偏压功率和Ar体积流量可以显著影响刻蚀速率,进而对薄膜的微结构进行有效调控。通过优化工艺参数,在射频偏压功率300 W、Ar体积流量40 cm^(3)/min、腔体压强1.2 Pa、刻蚀时间50 min下,芯片Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀深度达到283.25μm,有效提升了刻蚀效率和刻蚀精度。

Ni掺杂WO_x薄膜的电致变色性能

采用磁控溅射工艺,以纯钨和纯镍为靶材在ITO玻璃上制备Ni掺杂WOx电致变色薄膜,研究了Ni掺杂对WOx薄膜电致变色性能和微观结构的影响机理。实验结果表明:均匀掺杂少量的Ni可改变WOx薄膜内部的缺陷分布及结构,提高薄膜的电致变色性能。XRD分析表明,掺杂后的WOx:Ni薄膜为非晶态;XPS分析表明:WOx:Ni薄膜中的Ni为Ni2+。

Ag_3PO_4/Ni纳米薄膜降解罗丹明B的光电催化性能和反应机理

采用电化学方法制备Ag3PO4/Ni薄膜,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光电催化活性和稳定性进行测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂和通氮除氧方法对薄膜的光催化降解机理进行探索,并提出光电催化降解罗丹明B的反应机理。结果表明:最佳工艺下制备的Ag3PO4/Ni薄膜具有致密的层状表面结构,是由多晶纳米颗粒构成的薄膜。该薄膜具有显著的光电催化活性,在最佳阳极偏压下,光电催化罗丹明B的降解率是多孔P25 Ti O2/ITO薄膜的6.69倍;相对于未加偏压的光催化,降解率提高了5.34倍,并且具有突出的光电协同效应。同时,该薄膜具有优异的光催化和光电催化稳定性。在0.1 V阳极偏压下,可使光催化稳定性提高近一倍。

热处理温度对Fe-Ni合金薄膜微结构及磁性的影响

采用直流电沉积法在硫酸盐-氯化物镀液中制备了Fe-44wt％Ni纳米晶合金薄膜。通过原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）以及开路磁测量装置，对Fe-44wt％Ni合金薄膜镀态和退火态样品的微结构和磁性能进行测量。结果表明：退火温度升高能够降低薄膜内应力，使薄膜结晶均匀，但对薄膜晶粒尺寸和磁性能影响很大。Fe-44wt％Ni合金薄膜是由γ-（Fe，Ni）相和α-（Fe，Ni）相构成。在250℃真空退火处理1h后Fe-44wt％Ni合金薄膜的晶粒尺寸在20～30nm之间，且具有良好的软磁性能，饱和磁感应强度BS为1．06T，矫顽力HC为40A／m。

薄膜表面等离子体光催化剂Ag@AgBr/CNT/Ni的制备和性能

用复合电沉积技术制备了Ag@AgBr/CNT/Ni表面等离子体薄膜催化剂,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman Spectra)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶体结构、化学组成和光谱特性进行了表征,在可见光照射下,用罗丹明B(RhB)作为模拟污染物对薄膜的光催化性质和稳定性进行测定,采用测定薄膜电化学阻抗谱(EIS)和向反应系统中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化机制进行探索。结果表明:最优工艺下制备的Ag@AgBr/CNT/Ni薄膜是由少量碳纳米管(CNT)和表面沉积纳米Ag粒子的AgBr晶体构成的复合薄膜。薄膜具有突出的表面等离子体共振效应、优异的光催化活性和良好的催化稳定性。光催化罗丹明B 20 min,Ag@AgBr/CNT/Ni薄膜的降解率是Ag@AgBr/Ni薄膜的1.32倍,是P25 TiO_2/ITO多孔薄膜的21.6倍。在保持光催化性能基本不变的前提下可循环使用5次。CNT的存在使薄膜电荷传导性能和光催化还原溶解氧的性能大幅增加,是所制薄膜相对于Ag@AgBr/Ni薄膜光催化性能提高的主要原因。提出了薄膜光催化罗丹明B的反应机理。

SnO_2∶Sb∶Ni低温气敏薄膜的制备及性能研究

以无机盐SnCl4 ·5H2 O ,SbCl5,NiCl2 ·6H2 O为原料 ,采用溶胶 凝胶工艺制备了Sb2 O3 和NiO掺杂的SnO2 薄膜 .研究了SnO2 ∶Sb∶Ni薄膜的电学和气敏性能 .实验研究表明 ,由于锑的掺杂 ,所制得的SnO2 ∶Sb∶Ni薄膜电阻较低 ,室温下其电阻只有 1 2 0kΩ/□ .而NiO作为催化剂 ,使其对NOx 气体具有较高的灵敏度和良好的选择性 .与SnO2 ∶Sb薄膜相比 ,其工作温度大大降低 ,在常温下对NOx 气体 (主要成分是NO)也具有一定的灵敏度 ;并且水汽不影响其对NOx 气体的灵敏度 .SnO2 ∶Sb∶Ni薄膜工作温度的降低主要是薄膜表面缺陷和颈连粒子的存在所致 .

FeNi纳米磁性薄膜的制备及其在传感器中的应用

纳米薄膜材料是一种二维的纳米材料,其在厚度方向的尺寸处于纳米量级(0.1～100nm)。由于这种特殊的结构,纳米薄膜材料可以在光、电、热、磁等方面表现出优异的性能,是一种先进的功能材料。那么,纳米薄膜材料是怎么制备出来的?其原理是什么?纳米薄膜的性能如何测试?纳米薄膜制备出来后又如何应用于器件产品?……文章以磁控溅射FeNi薄膜为例,概要介绍了磁控溅射的镀膜方法,以及薄膜制备与性能测试分析的关键仪器设备,并对FeNi薄膜在传感器领域中的应用进行了简单介绍。

Ag/Ni超晶格薄膜加热过程的原位电镜观察

用透射电镜对具有不同厚度元素层的Ag／Ni超晶格薄膜在加热过程的结构变化进行原位观察。原始态的超晶格薄膜都具有程度不同的由Ag／Ni失配界面引起的点阵应变；在较低温度下，点阵应变即开始出现弛豫。对原始态每个元素层包含5个原子面的样品，温度达250℃时，部分新晶粒开始形成并长大；直至约350℃，应变弛豫和晶粒长大的过程同时进行。温度再升高至400℃．部分晶粒迅速粗化。终使超晶格薄膜的层状周期结构在约450℃时完全被破坏。增加超晶格薄膜的元素层厚度，新晶粒形成和长大及随后粗化的温度相应地增高，同时晶粒的择优取向状态在热处理时也更稳定，表明超晶格薄膜结构的热稳定性得到了提高。热处理导致超晶格薄膜层状周期结构的被破坏，主要归因于晶粒的粗化现象，较低温时的新晶粒形成和晶粒长大对层状结构没有严重影响。